Università degli Studi di Cagliari Dipartimento di Fisica - Cittadella Universitaria – 09042 Monserrato (CA) Scuola di Dottorato in Scienze e Tecnologie Fisiche PRESENTAZIONE DI POSSIBILE ARGOMENTO DI TESI DI DOTTORATO 1. Ciclo di Dottorato: XXVII 2. Corso: Fisica 3. Tutore: Giorgio Concas 4. Eventuale co-tutore: Davide Peddis 5. Titolo tesi: Proprieta` magnetiche di nanomagneti 6. Inquadramento generale dell’argomento di ricerca: L'obiettivo della presente proposta progettuale e` lo studio di sistemi magnetici a bassa dimensionalita', come nanoparticelle magnetiche e magneti molecolari. Tra le prime, sono rilevanti le nanoparticelle formate da un ossido o i nanocompositi di due diversi ossidi. Tra i magneti molecolari, si segnalano i nanomateriali molecolari multifunzionali, costituti da un complesso anionico di metalli di transizione (componente magnetico) e da una molecola organica (componente conduttore elettrico). La determinazione della dipendenza delle proprieta` magnetiche dalla struttura (dimensioni e forma delle nanoparticelle e struttura delle molecole) e` un obiettivo primario della proposta. Le proprieta` saranno investigate tramite misure di magnetizzazione DC e AC con un magnetometro SQUID-based e tramite lo studio locale dell'ordine magnetico del Fe con la spettroscopia Mössbauer del Fe-57. Lo studio delle proprieta` e` completato dalla caratterizzazione strutturale. Il gruppo proponente ha una vasta esperienza pluriennale nella caratterizzazione magnetica di nanoparticelle e di materiali molecolari, in collaborazione con ricercatori dell'Area chimica specializzati nella preparazione degli stessi. Tra le nanoparticelle magnetiche, risultano particolarmente interessanti le nanoparticelle di ossidi di metalli di transizione (Fe, Co, Ti) che accoppiano un ossido ferrimagnetico a uno ferroelettrico, come le nanostrutture ferrite/perovskite. Questo accoppiamento produce l'effetto magnetoelettrico, che e` l'induzione di magnetizzazione da un campo elettrico o l'induzione di polarizzazione da un campo magnetico. Lo studio di queste nanoparticelle richiede una loro approfondita caratterizzazione sia dopo la fase di preparazione delle nanoparticelle che dopo eventuali trattamenti successivi. 7. Descrizione dei risultati previsti: • Dipendenza dei parametri magnetici dalle dimensioni e dalla forma delle nanoparticelle; Dipendenza dei parametri magnetici dalla morfologia dei nanocompositi; Dipendenza dei parametri magnetici dalla struttura delle molecole. • • 8. Disponibilità di finanziamenti e strumentazione 1) Progetto di Ricerca di Base orientata multifunzionali”, finanziato dalla RAS; 2) Fondi di Ateneo. 2010 “Nanomateriali a) Magnetometro SQUID-based; b) Spettrometro Mössbauer; c) TEM ad alta risoluzione. 9. Eventuale produzione scientifica del tutore/co-tutore sul tema di ricerca (max. 5 pubblicazioni): 1) M. F. CASULA, G. CONCAS, F.CONGIU, A. CORRIAS, D. LOCHE, C. MARRAS, G. SPANO (in press). Characterization of stoichiometric nanocrystalline spinel ferrites dispersed on porous silica aerogel. JOURNAL OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY. 2) M. SALIDU, F. ARTIZZU, P. DEPLANO, M. L. MERCURI, L. PILIA, A. SERPE, L. MARCHIO, G. CONCAS, F. CONGIU (2009). Self-assembly supramolecular architectures of Chromium (III) complexes using croconate as building block. DALTON TRANSACTIONS; p. 557-563. 3) G. CONCAS, G. SPANO, C. CANNAS, A. MUSINU, D. PEDDIS, G. PICCALUGA (2009). Determination of the inversion degree in nanocrystalline cobalt ferrite by magnetization measurements and Moessbauer spectroscopy. JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS, vol. 321; p. 1893-1897. 4) F. BIGOLI, P. DEPLANO, M. L. MERCURI, L. MARCHI, L. PILIA, A. SERPE, G. CONCAS, F. CONGIU, S. SANNA (2006). Structure and Characterization of [Pt(Me_2pipdt)_2][Pt(mnt)_2]_2 and its Unusual Magnetic Properties Associated with a Non-Regular One-Dimensional [Pt(mnt)_2] Stack. CHEMICAL PHYSICS LETTERS, vol. 421; p. 361-366. 5) LAURETI S, VARVARO G, TESTA A M, FIORANI D, AGOSTINELLI E, PICCALUGA G, MUSINU A, PEDDIS D (2010). Magnetic interactions in silica coated nanoporous assemblies of CoFe2O4 nanoparticles with cubic magnetic anisotropy. NANOTECH. vol. 21, p. 315701.